Oceanografi Lars Andersson, SMHI / Anna Palmbo, Umeå universitet SYREHALTER I ÖSTERSJÖNS DJUPBASSÄNGER Aktivitet och dynamik i ytvattnet Det är i ytvattnet som vi har den största dynamiken under året. Det är i detta lager som vi har uppvärmning och avkylning, men det är också här som vi ser de största säsongsvariationerna i salthalt på grund av tillförsel av sötvatten från land. När det gäller näringsämnen varierar koncentrationerna i ytvattnet under året på grund av biologisk aktivitet. Under vintern är temperaturskiktningen svag och vattnet ofta homogent ner till saltsprångskiktet. När solen lyser med sin frånvaro är den biologiska aktiviteten låg. När ljuset kommer åter, temperaturen stiger och det skapas en skiktning, blir växtplankton kvar i ytlagret och börjar växa till. Detta medför att näringsämnena i ytvattnet förbrukas, och under sommaren ligger halterna på mycket låga nivåer. Näringsämnen tillförs hela tiden ytlagret, dels genom att plankton dör och bryts ner, dels genom tillförsel från djupvatten och via avrinning. Dessa närsalter tas emellertid snabbt upp igen av nya plankton, och halterna i vattnet är ofta under eller nära analysernas detektionsgräns. När man studerar förändringar i närsaltsinnehållet över längre tid används oftast vintervärden, eftersom dessa ger ett mått på hur stor vårblomningen kan bli. Area (km 2 ) 6 4 2 SYRESITUATIONEN I EGENTLIGA ÖSTERSJÖN 2 ml per liter ml per liter 196 197 198 199 2 2 ml/l ml/l n Syresituationen i var, i likhet med de senaste åren, mycket dålig under 28. Bottnar med syrebrist återfanns i västra, östra, och norra Gotlandsbassängerna. I dessa bassänger var 26 procent av bottenarean utsatt för svavelväte och 46 procent av låga syrehalter (mindre än 2 ml/l). Under år 28 hade 19 procent av s bottnar helt syrefria förhållanden, och 33 procent var påverkade av akut syrebrist.
för fakta om programmet se sidan 4. 28 miljö ÖVERVAKNING - Sporadiskt utbyte av djupvatten Förhållandena i djupvattnet skiljer sig markant från förhållandena i ytvattnet på många SYREHALTER sätt, bland I annat BOTTENVATTEN vad gäller omsättningen av vattnet. I utgörs djupvattnet av vatten från Nordsjön och vattenomsättningen är god, speciellt i. Här förekommer inga problem med låga syrehalter. I kan omsättningen av djupvatten under vissa år vara - - - SYREHALTER I BOTTENVATTEN 198 199 2 198 199 2 begränsad och syreförhållandena vara dåliga, men det brukar endast vara under en kortare period sensommar/höst. För s del sker utbytet mer sporadiskt. I de södra delarna sker det oftast några vattenutbyten per år. Längre in i kan det dock förekomma att vattnet i djuphålorna blir kvar under många år. I de mer stagnanta 198 199 2 198 199 2 delarna av förekommer svavelväte i stället för syre i djupvattnet. Förhållandena styrs här av inflöden och belastning från ytvattnet. Djupvattnet i Bottniska viken kommer från ett mellanskikt i, och har en relativt kort omsättningstid. 198 199 2 198 199 2 - - - - n Det förekommer inga problem med låga syrehalter i. I kan förhållandena ibland vara dåliga, med det brukar endast vara under en kortare period under sensommar och höst. I s djupvatten, där en minskning av syrehalten har observerats de sista åren, var syrehalten högre 28 än 27. I ligger syrehalten på höga nivåer hela året. TEMPERATUR I YTVATTEN Bottniska viken temperatur C 198 199 2 norra och 198 199 2 198 199 2 temperatur C TEMPERATUR I DJUPVATTEN Bottniska viken 8 6 4 8 6 4 2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 2 n Från 197 till 199 var det stora variationer i ytvattentemperaturen i och. I Bottniska viken sjönk temperaturen under denna period. Sedan 9-talet har temperaturen ökat i samtliga havsområden, dock mindre markant i Bottniska viken. En del av de stora variationerna i början av tidsserien kan förklaras av att mätningarna under denna tid inte var lika jämnt fördelade över året som de är sedan början av 9-talet, då månadsvisa mätningar infördes. Temperaturen i djupvattnet följer samma mönster som i ytvattnet, dock med viss fördröjning. Detta är speciellt tydligt i stagnanta bassänger. En tydlig temperaturökning syns i alla havsområden. 31
I Östersjöns ytvatten steg salthalten under 197-talet, för att sedan sjunka igen. Förändringarna är kopplade till variationer i nederbörd och avrinning. Foto: Per Bengtson/Grön idé SALTHALT Ytvatten Djupvatten 2 2 198 199 2 198 199 2 n I s ytvatten finns inga tydliga trender i salthalten. Variationerna mellan olika år är betydligt större här än i övriga havsområden. Detta beror till stora delar på ett stort vattenutbyte med Nordsjön, där ett flertal olika vattenmassor förekommer. I s och Bottniska vikens ytvatten ser man ett cykliskt mönster. Salthalten steg under 7-talet för att sedan minska under 8- och 9-talet. Från år 2 har salthalten åter ökat i medan den i Bottniska viken i stort sett planat ut. Förändringarna i salthalt är klart kopplade till variationer i nederbörd och avrinning från land. Inte heller i djupvattnet syns några signifikanta förändringar i, där vattenomsättningen är god. Salthalten i s djupvatten styrs av inflöden och blandning. De senaste stora inflödena 1993 och 23 syns tydligt som en snabb ökning av salthalten i. I s djupvatten syns samma mönster som i Egentliga Östersjön, dock är ökningen ännu inte lika tydlig. I har vi en minskning i salthalten i djupvattnet sett över hela perioden. Analys av förändringar i ytvattnet är gjord för 7 havsområden, (medel av 6 stationer), (6 stn.), Öresund (1 stn.), ( stn.), norra och (8 stn.), (6 stn.) samt (4 stn.). För analys av förändringar i djupvattnet har ett antal enskilda stationer valts, en i respektive havsområde. Här har dock Öresund uteslutits och i stället redovisas centrala och för sig. I figurerna visas årsmedelvärden av temperatur, salthalt, totalfosfor och totalkväve, samt vintermedelvärden (januarifebruari) för de oorganiska närsalterna fosfat, DIN (nitrit + nitrat + ammonium). För syre i djupvattnet visas medelvärde för samtliga månader under året. 32
Fosfathalterna ökade i och efter år 2. Ökningen berodde till största delen på interna processer i systemet, där fosfatrikt vatten transporterades upp till ytlagret från djupvattnet. Foto: Jeremy Edwards/iStockphoto tot-p (µmol/l) 1,,8,6,4 TOTALFOSFOR Bottniska viken 1,,8,6,4 tot-p (µmol/l),2,2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 TOTALKVÄVE 2 2 tot-n (µmol/l) 1 1 tot-n (µmol/l) Bottniska viken 198 199 2 198 199 2 198 199 2 n Under vintern när den biologiska aktiviteten är liten och mängden plankton i vattnet är låg, består totalhalterna till stor del av de oorganiska fraktionerna. Under våren och sommaren, när det finns mycket biologiskt material i vattnet och halterna av de oorganiska närsalterna är låga, utgörs största delen av totalhalterna av partikulärt och löst organiskt material. Variationen i totalhalter under året är relativt liten. 33
Bottniska viken 198 199 2 198 199 2 198 199 2 OORGANISKT FOSFOR 1, Bottniska viken 1, fosfat (µmol/l) 1,, 1,, fosfat (µmol/l) 198 199 2 198 199 2 198 199 2 n Fosfathalterna ökade i och under 197- och 8-talet. Halterna minskade därefter fram till år 2, då koncentrationerna plötsligt steg igen. Den snabba ökningen i fosfathalter berodde inte på en större belastning från land, utan på interna processer i systemet, där fosfatrikt vatten transporterades upp till ytlagret från djupvattnet. Denna process noterades först i norra Egentliga Östersjön, och därefter i de centrala delarna. Senare kom effekten också i de södra delarna samt genom transport med den baltiska ytströmmen även i. De senaste åren har dock halterna åter sjunkit. I Bottniska viken var dataunderlaget under början av perioden för dåligt för att möjliggöra en analys. De senare åren har halterna ökat i, medan halterna i hela tiden ligger på mycket låga nivåer. Halterna av totalfosfor visar i stort sett samma utveckling som fosfathalterna. OORGANISKT KVÄVE OORGANISKT Bottniska vikenkväve DIN (µmol/l) DIN (µmol/l) Bottniska viken 198 199 2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 n Liksom för fosfat steg halterna av oorganiskt kväve i och under 7- och 8-talet. Därefter har det dock varit en kontinuerlig minskning. Detta syns mycket tydligt i medan mönstret inte är lika tydligt i. Detta beror till stor del på vattenutbytet med Nordsjön, vilket vissa år kan föra in stora mängder kväverikt vatten till. Även halterna av totalkväve ökade snabbt i början av perioden, men har senare minskat eller planat ut. För Bottniska viken finns inga signifikanta förändringar KISEL i kvävekoncentrationerna. Dock verkar det som om halterna under de senaste åren är på väg nedåt. DIN (µmol/l) DIN (µmol/l) silikat (µmol/l) silikat (µmol/l) 4 4 2 2 KISEL Bottniska viken Bottniska viken 198 199 2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 198 199 2 n Silikathalterna minskade i början av perioden men har under andra halvan ökat. Nu verkar det som om koncentrationerna åter är på väg ner. Förändringarna i silikat följer till stora delar förändringarna i fosfat. 4 4 2 2 silikat (µmol/l) silikat (µmol/l) Analys av förändringar i ytvattnet är gjord för 7 havsområden, (medel av 6 stationer), (6 stn.), Öresund (1 stn.), ( stn.), norra och centrala (8 stn.), (6 stn.) samt (4 stn.). För analys av förändringar i djupvattnet har ett antal enskilda stationer valts, en i respektive havsområde. Här har dock Öresund uteslutits och i stället redovisas centrala och för sig. I figurerna visas årsmedelvärden av temperatur, salthalt, totalfosfor och totalkväve, samt vintermedelvärden (januari-februari) för de oorganiska närsalterna fosfat, DIN (nitrit + nitrat + ammonium). För syre i djupvattnet visas medelvärde för samtliga månader under året. 34